酶的特性高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

5.1

課時2酶的特性酶是

產(chǎn)生的具有

的有機物催化作用活細胞

酶的化學(xué)本質(zhì)不同于無機催化劑來源功能本質(zhì)蛋白質(zhì)RNA回顧導(dǎo)入酶有哪些特性呢？一、酶的高效性【實驗】比較過氧化氫在不同條件下的分解思考該實驗說明，酶具有什么特性？酶具有高效性。大量的實驗數(shù)據(jù)表明，酶的催化效率是無機催化劑的107~1013倍?！举Y料】質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液和質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍?！窘Y(jié)果】4號試管（滴加2滴肝臟研磨液）比3號試管（滴加2滴FeCl3溶液）反應(yīng)速率更快。

你在踢球或奔跑時，肌細胞需要大量的能量供應(yīng)。如果供能的化學(xué)反應(yīng)慢悠悠地進行。你還能跑那么快嗎?化學(xué)反應(yīng)要酶來催化，酶的催化效率要高，你才能健步如飛。

說明酶高效性有什么生物學(xué)意義？保證了細胞代謝快速有效地進行。保證了細胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定。二、酶的專一性思考酶也能像無機催化劑一樣，催化多種化學(xué)反應(yīng)嗎？【資料】無機催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)范圍比較廣。例如：酸既能催化蛋白質(zhì)水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解。

以“淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”為例，探究酶是否具有專一性。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用原理淀粉（非還原性）

麥芽糖（還原性）淀粉酶蔗糖（非還原性）淀粉酶蔗糖（非還原性）能用碘液代替斐林試劑嗎檢測嗎？

淀粉的特性是遇碘變藍色，淀粉酶能把淀粉催化成麥芽糖，不能催化蔗糖，所以遇碘都不會變色。也就是說，只能檢測淀粉被分解了，不能檢測蔗糖是否被分解?？捎檬裁崔k法來鑒定？可用斐林試劑鑒定探究·實踐①脲酶——只能催化尿素分解。②過氧化氫酶——只能催化過氧化氫分解。③二肽酶——可以催化所有的二肽分解底物濃度反應(yīng)速率底物D+酶D底物D+酶E酶具有專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。意義：保證了細胞代謝能夠有條不紊地進行。二、酶的專一性方案二：淀粉+蔗糖酶蔗糖+蔗糖酶

方案四：蔗糖+淀粉酶蔗糖+蔗糖酶

方案一：淀粉+淀粉酶蔗糖+淀粉酶

方案三：淀粉+淀粉酶淀粉+蔗糖酶思路1：底物不同，酶相同思路2：底物相同，酶不同用斐林試劑檢測用斐林試劑檢測用斐林試劑檢測用碘液或者斐林試劑檢測方法總結(jié)：如何設(shè)計實驗，證明酶具有專一性？1.感冒發(fā)燒的你為什么不想吃飯呢？2.我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當(dāng)我們口腔中的唾液淀粉酶進入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能給出合理的解釋嗎？（提示：唾液的pH為6.2-7.4，胃液的pH為0.9-1.5）思考與討論酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。1.探究溫度對酶活性的影響。選取材料：淀粉&淀粉酶vs.

H2O2&H2O2酶高溫下容易分解自變量：溫度低溫vs.常溫vs.高溫最適溫60℃因變量：淀粉被分解的速率具體操作步驟是什么？三、酶的作用條件較溫和＋碘液→出不出現(xiàn)藍色實驗設(shè)計試管編號試管1試管1′試管2試管2′試管3試管3′實驗步驟一2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃冰水中水浴5min放入60℃溫水中水浴5min放入100℃熱水中水浴5min三將1與1′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在0℃冰水內(nèi)放置10min將2與2′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在60℃溫水內(nèi)放置10min將3與3′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在100℃熱水內(nèi)放置10min四取出試管各加入兩滴碘液，振蕩實驗過程試管編號試管1試管1′試管2試管2′試管3試管3′實驗步驟一2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃冰水中水浴5min放入60℃溫水中水浴5min放入100℃熱水中水浴5min三將1與1′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在0℃冰水內(nèi)放置10min將2與2′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在60℃溫水內(nèi)放置10min將3與3′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在100℃熱水內(nèi)放置10min四取出試管各加入兩滴碘液，振蕩實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論呈藍色無藍色出現(xiàn)呈藍色溫度過高或過低都會降低淀粉酶溶液的活性，60℃時其活性最高。實驗現(xiàn)象與結(jié)論1.實驗過程中是否可以把淀粉酶與淀粉在常溫下混合,然后再放入一定溫度條件下保溫?為什么?2.實驗結(jié)果的鑒定為什么選擇碘液而不用斐林試劑?3.能否用過氧化氫溶液和過氧化氫酶來探究溫度對酶活性的影響?為什么?不能,常溫下淀粉會被淀粉酶水解,影響實驗結(jié)果。此實驗的自變量是溫度,不能隨意改變,而斐林試劑使用時需水浴加熱,溫度改變后會影響酶與底物反應(yīng)。不能。因為過氧化氫受熱易分解,溫度越高,過氧化氫分解越快,會對實驗結(jié)果造成干擾。思考討論H2O2、H2O2酶①實驗材料：不選用淀粉作為反應(yīng)底物的原因？淀粉在酸性條件下會被水解先往試管加入酶溶液還是底物?先加入酶溶液，固定好酶活性，再加底物。2.探究pH對酶活性的影響②實驗過程實驗步驟一取三支試管，編號1、2、3。

二三支試管都加入1mL新鮮肝臟研磨液，振蕩，反應(yīng)三1號試管中加入1mL蒸餾水2號試管中加入等量1mL鹽酸溶液3號試管中加入等量1mLNaOH溶液四三支試管都加入2mLH2O2溶液，振蕩，反應(yīng)實驗現(xiàn)象

產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生大量氣泡④實驗結(jié)論：酶的催化作用需要適宜的pH,pH偏高或偏低都會影響酶活性。③實驗現(xiàn)象：1.為什么不選擇淀粉和淀粉酶做pH影響酶活性的實驗?2.如何避免除pH之外的因素對實驗結(jié)果造成干擾?3.歸納總結(jié):通過以上兩個實驗可以得出什么結(jié)論?酸性溶液會使淀粉分解,影響實驗結(jié)果;堿性條件下碘與淀粉不會變藍色。

除自變量pH外,其他的無關(guān)變量,在實驗過程中必須控制為完全相同且適宜。

酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進行的,酶促反應(yīng)需要適宜的溫度和pH。思考討論失活抑制t/℃最適溫度酶促反應(yīng)速率/v最適PH酶促反應(yīng)速率/vPHabcfed3.建構(gòu)數(shù)學(xué)模型失活失活

低溫影響酶的活性，但不會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，溫度適當(dāng)升高后，酶仍能恢復(fù)活性。但高溫會導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使其永久失活。

高溫、過酸、過堿會導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使其永久失活。歸納：影響酶促反應(yīng)速率的因素1、溫度3、酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。4、底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化酶促反應(yīng)速率酶的濃度底物濃度酶促反應(yīng)速率酶量一定2、pH溫度和pH是通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率的。底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積來影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。溫度酶促反應(yīng)速率最適溫度pH反應(yīng)速率最適pH①圖甲中，溫度從a降低或升高，酶促反應(yīng)速率

，下降的原因分別是

。②圖乙中，pH從b降低或升高，酶促反應(yīng)速率

，下降的原因是

。③圖丙中，底物濃度為c時，酶促反應(yīng)速率

，不再增長的原因是

。④圖丁中，

時，

。均下降低溫抑制了酶活性，高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變最大酶的數(shù)量有限，已達到飽和底物充足酶促反應(yīng)速率和酶濃度成正比均下降【酶與生活的聯(lián)系】溶菌酶溶解細菌的細胞壁含酶牙膏果膠酶加酶洗衣粉多酶片酶的應(yīng)用胰蛋白酶酶為生活添姿彩酶的特性概念：與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。實驗探究：

。

概念：一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。實驗探究：

。

概念：在最適宜的溫度和pH下，酶的活性很高；溫度和pH偏高和偏低，酶的活性都會明顯降低。探究溫度：

。探究pH：

。

H2O2在H2O2酶和Fe3+條件下的分解高效性淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用專一性不同溫度下，淀粉酶對淀粉的水解作用作用條件較溫和不同pH下，H2O2酶對H2O2的分解作用1.某研究小組為比較H2O2在不同條件下的分解情況，在常溫下進行了如下實驗。下列相關(guān)敘述錯誤的是()組別質(zhì)量分數(shù)為20%的H2O2溶液實驗處理現(xiàn)象12mL不處理氣泡很少22mLFeCl3溶液氣泡較多32mL新鮮豬肝勻漿大量氣泡A.組1和組3對照可以證明酶具有高效性B.由于H2O2化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，所以最好現(xiàn)用現(xiàn)配C.實驗溫度、H2O2溶液的濃度與用量均為無關(guān)變量D.滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時不能共用一支滴管A2.某同學(xué)為了驗證淀粉酶的專一性設(shè)計了以下三種實驗方案。方案一：一組試管內(nèi)加入淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加入淀粉酶和蔗糖，一段時間后往兩組試管中分別加入適量碘液并觀察兩組試管的顏色反應(yīng)。方案二：一組試管內(nèi)加入淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加入淀粉酶和蔗糖，一段時間后往兩組試管中分別加入適量斐林試劑并觀察兩組試管的顏色反應(yīng)。方案三：一組試管內(nèi)加入淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加入蔗糖酶和淀粉，一段時間后往兩組試管中分別加入適量碘液并觀察兩組試管的顏色反應(yīng)。下列有關(guān)這三種方案的說法，正確的是()A.三種方案中的兩組試管加入的底物和酶的量分別相等B.方案一加入碘液可以鑒定淀粉是否被分解，也能證明蔗糖是否被分解C.方案二加入斐林試劑可以鑒定淀粉是否被分解，但不能證明蔗糖是否被分解D.方案三能通過顏色反應(yīng)判斷兩組試管中是否有還原糖產(chǎn)生A3.下列有關(guān)酶的實驗的敘述，正確的是()A.探究溫度和pH對酶活性的影響時，分別選用淀粉和H2O2作為底物B.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用時，可用碘液檢測實驗結(jié)果